Il post di Kimmy90 è certamente interessante.
Devo dire che non è un post nuovo. Kimmy90 sta in verità riproponendo un'argomento di discussione già proposto da un non meglio identificato Pandi (che, per quanto ne so, potrebbe essere un alias di Kimmy90) in un altro forum:
http://www.link2universe.net/forum/viewtopic.php?f=20&p=1481.
E' proprio lo stesso, incluso il riferimento ad un certo
Tolsoty, il quale fu certamente brevissimo in quanto, per ciò che mi risulta, non disse mai alcunchè!
Comunque, scherzi a parte, la metafora dell'Ornitorinco può aiutare a capire un po' le cose. E può essere spunto di argomenti interessanti.
Però bisogna fare molta attenzione a non trasformare la metafora in un'analogia.
Cerco di spiegarmi. E' vero che se uno vede un ornitorinco per la prima volta può essere tentato di classificarlo come una talpa o come un'anatra! Dipende dal particolare a cui si sta prestando attenzione. La verità è che lui non è ne una talpa ne un'anatra. E', nella maniera più assoluta, una cosa diversa.
Chi lo vede e non sa altro, vedrà una talpa deforme o un'anatra mutante, a seconda della prospettiva che adotta.
Questa è la metafora che può aiutare (secondo me molto male) a comprendere perché un oggetto quantistico possa apparire come un'onda o come una particella a seconda di come lo si osservi. Anche nel caso di un oggetto quantistico, ci troviamo di fronte ad un oggetto che, indipendentemente da come noi lo vediamo, non è in verità ne un'onda ne una particella.
Fine della metafora e fine di qualunque altro discorso.
Se continuiamo a fare analogie tra dualismo onda-particella e quello talpa-anatra andiamo decisamente fuori strada.
Cerco di spiegare dove dobbiamo fermarci e perché la metafora quanto-ornitorinco, pur se pittorica ed apparentemente intrigante, corre il serio rischio di essere fuorviante.
Il problema è semplice.
Partiamo dall'Ornitorinco. L'Ornitorinco, qualunque cosa esso sia è un oggetto reale. Con "oggetto reale" intendo un oggetto che esiste veramente nel nostro Universo sensibile. Chiunque lo osservi si troverà di fronte al dubbio se esso sia una talpa o una sorta di anatra. Ma il dubbio nasce dal fatto che chiunque lo osservi noterà che l'Ornitorinco ha contemporaneamente caratteri della talpa e dell'anatra. Non succederà mai che uno possa vedere il becco dell'Ornitorinco senza notare al contempo che il corpo è alquanto diverso da quello dell'anatra.
Nel caso del fotone (dato che parliamo di quanti, preferisco parlare di fotone e non di altre cose...poi vi dico il perché), le cose sono radicalmente diverse. Il punto fondamentale è uno: nessuno ha mai "visto" un fotone ne mai lo vedrà. Quando dico "visto" uso la parola in senso letterale. Se vedessi il fotone lo vedrei per quello che è (come faccio con l'Ornitorinco) e quindi potrei dirvi esattamente cosa esso sia nella Realtà. Ad esempio potrei dirvi che esso è qualcosa che è contemporaneamente un'onda ed una particella.
Ma, poiché nessuno ha mai visto un fotone nessuno potrà mai dirvi cosa esattamente esso sia. L'unica cosa che si può dire è: quando il fotone interagisce con qualcosa esso si comporta a volte come se fosse un'onda e altre come se fosse una particella. Badate bene, ho detto per ben due volte "come se fosse" che è una cosa estremamente diversa da dire rispetto a "è una particella" oppure "è un'onda". Nessuno che sappia di cosa si stia parlando direbbe mai nulla del genere sul fotone.
E' ovvio che noi "osserviamo" il fotone. Ma la parola "osserviamo" significa, letteralmente, osserviamo gli effetti dell'interazione del fotone con un altro oggetto. Deve essere chiaro che mai noi osserveremo il fotone: noi osserveremo solo gli effetti prodotti su qualcosa dall'interazione di questo qualcosa con il nostro ipotetico fotone.
Se proprio vi piace l'Ornitorinco, per comprendere meglio le cose voi dovreste immaginare un'ipotetico Ornitorinco che non ha molto a che vedere con l'animaletto australiano!
Dovreste provare ad immaginare che il nostro Ornitorinco Quantistico non è mai stato osservato. Diciamo di più. Per un qualche motivo (che, al momento non ci interessa dato che con l'immaginazione possiamo fare ciò che più ci piace) l'Ornitorinco Quantistico non potrà mai essere visto da occhio umano. Ne potrà aversi prova della sua esistenza con gli altri sensi e nemmeno con le strumentazioni più sofisticate ipoteticamente immaginabili. L'Ornitorinco Quantistico non è osservabile per definizione. Tuttavia, noi possiamo essere certi che, pur non vedendolo direttamente, qualcosa esista.
Immaginate che voi non potete vedere l'Ornitorinco ma potete vedere le tracce che lui traccia sulla sabbia o sul fango dei fondali in cui nuota. Sulla sabbia deambula e voi osservate le orme di ciò che sembrerebbe un quadrupede. Ma quando è in acqua e nuota, le uniche tracce che lascerà nella fanghiglia sono le impronte del suo becco che scava alla ricerca di cibo. Chi osserva le tracce sulla sabbia dirà: un quadrupede è passato da queste parti! Chi osserva le tracce sul fondale dell'acquitrino dirà: un'anatra ha scavato il fondo con il suo becco.
Poi, immaginate che qualcuno comprenda che le tracce sono state lasciate dallo stesso animale. La conclusione certa è una sola: ho a che fare con un animale che sul'asciutto lascia le tracce tipiche di un quadrupede mentre, sul fango del fondale, lascia le tracce tipiche di un'anatra. Questo è ciò che so e che mi è dato di sapere. Non posso dire nulla di più perché l'unica prova che ho dell'esistenza dell'Ornitorinco Quantistico consiste nelle orme che questo ha lasciato.
Noi possiamo osservare solo le orme e solo di quelle possiamo parlare con certezza. Ora è ovvio che, se qualcosa lascia delle orme quel qualcosa esiste.
Ma cosa posso dire io su questo qualcosa? Questo qualcosa è qualcosa che per me è inesistente, sino al momento in cui esso non decida di lasciare un'orma. L'azione di imprimere un'orma è quella che si chiama, nel linguaggio quantistico, un'osservazione. Non ha niente a che vedere col fatto che io o qualcun altro guardino o vedano l'orma. Questo è del tutto irrilevante. L'osservazione si concretizza nel momento in cui l'Ornitorinco Quantistico ha poggiato il piede sulla sabbia o il becco sul fondo. Non può fare entrambe le cose contemporaneamente. Lui potrà lasciare l'impronta di un piede o quella del becco (producendo una modifica nel mondo circostante, quella che si chiama osservazione), oppure potrà limitarsi a nuotare, nel qual caso io non saprò se si comporta da talpa o da anatra e, per la verità, non potrò nemmeno essere certo della sua esistenza.
L'esistenza dell'Ornitorinco Quantistico in assenza di orme è un argomento privo di significato. Potremmo anche fare sforzi di immaginazione per decidere cosa esso sia. Difficilmente andremo ad immaginare qualcosa che assomigli all'Ornitorinco Australiano. L'Ornitorinco Australiano ha una sua esistenza oggettiva. L'Ornitorinco Quantistico è un puro parto della fantasia. Spero vi rendiate conto del fatto che stare a discutere delle proprietà di un oggetto che è un puro parto della fantasia è una cosa del tutto insensata ed improduttiva.
Così è per il fotone. Il fotone è una pura astrazione mentale. Inutile stare a discutere di cosa esso sia, indipendentemente dalle tracce che esso ha lasciato nell'Universo. Le tracce sono le orme del fotone e sono oggetti reali ed osservabili. Il fotone è solo una nostra rappresentazione mentale per discutere di cosa abbia prodotto quelle tracce. Quindi se vogliamo discutere delle tracce allora stiamo parlando di Fisica. Se invece vogliamo disquisire sulla natura del fotone e del perché esso si comporti in una maniera schizofrenica, allora dobbiamo discutere del nostro modello e non della Realtà.
Se vogliamo parlare di Realtà, in linea di principio, il fotone potrebbe anche non esistere! Il fotone è l'essenza di ciò che si chiama un quanto! E' un oggetto indivisibile. In particolare, il fotone non è altro che la quantità minima di energia che posso scambiare tra due oggetti. E' per questo che il fotone è stato postulato (e quando dico "postulato" ho detto tutto ciò che c'è da dire) per spiegare l'effetto foto-elettrico. In realtà, quello che si osserva è che quando emetto radiazione elettromagnetica da una sorgente e questa radiazione incide su un fotocatodo, gli elettroni del metallo che costituisce il fotocatodo acquistano una ben precisa energia. Se aumento l'intensità della radiazione, aumento il numero di elettroni che sono stati alterati ma l'energia acquisita da ognuno di loro è sempre esattamente la stessa. L'ipotesi è che l'energia tra la sorgente di radiazione e gli elettroni sia scambiata in quanti discreti di energia. L'intensità del campo radiato è una misura del numero di quanti scambiati. In sintesi, il fotone esiste solo in qualità di energia scambiata tra l'emettitore e gli elettroni. Null'altro. Un po' (ma, al solito è una metafora, non trasformatela in un'analogia) come accade per il calore. Il calore non esiste in quanto tale. Ciò che si chiama calore è semplicemente la quantità di energia trasferita da un corpo ad un'altro. Se non c'è lo scambio di energia, non c'è nemmeno il calore. Se non c'è scambio di energia non ha senso parlare di calore. "Scambio di energia" e "Calore" sono due sinonimi per dire la stessa cosa!
Fate conto che è un po' così anche per il fotone. Nessuno vieta, in linea di principio, che un domani qualcuno arrivi a dimostrare che il fotone in quanto tale non esiste. Non ci sono nemmeno problemi con la trasmissione a distanza. Voi potreste dirmi: ma se il fotone non esiste chi è che trasporta l'energia dalla sorgente al fotocatodo se in mezzo non vi è materia? (abbiamo fatto il vuoto, per ciò che questo possa significare). Ma la domanda sarebbe mal posta. Il fotone è, in senso stretto, un segnale che viaggia alla velocità della luce. Dalla sua prospettiva, il tempo necessario a percorrere lo spazio che separa la sorgente dal foto-catodo è nullo. E, per la verità, è nulla anche la distanza tra sorgente e foto-catodo. Non serve parlare di trasmissione a distanza perché, dl punto di vista relativistico del segnale, tale distanza non esiste. Di nuovo, parlando di Relatività parlo di modelli. Comunque sia, il fatto è che in linea di principio potrei spiegare tutto con i modelli che ho creato senza dover necessariamente invocare l'esistenza del fotone. Al momento, il fotone è postulato solo per spiegare la discretizzazione dell'energia scambiata. Non serve per spiegare lo scambio a distanza.
Quindi la domanda su cosa sia un fotone può avere solo una risposta: è un nostro modello mentale per spiegare ciò che osserviamo (le orme che il fotone lascia nell'Universo). Fine del discorso. Le orme che osserviamo sono a volte quelle di una particella e a volte quelle di un'onda. Il nostro modello racchiude caratteristiche che rendono possibili e prevedibili i due tipi di orma. Il tutto funziona meravigliosamente bene. Buona parte del discorso rimane incomprensibile, sino a quando non accettate l'idea che stiamo parlando di un qualcosa di creato dall'Uomo che non ha molto a che vedere con ciò che nella Realtà esiste. Il modello rispetta delle leggi matematiche che non è detto siano una copia esatta delle leggi che segue la Natura. Ed anche l'esistenza di leggi di Natura è un postulato. Mai confondere i postulati con i fatti!
Ora, se vi piace, potete pure continuare a discutere su cosa sia oggettivamente un fotone (intendo un fotone che se ne sta per i fatti suoi senza interagire con l'Universo). A me sembra una discussione sterile, anche se troverete tantissimi (anche fisici) propensi a trattare l'argomento. Da parte mia vi dico soltanto che non troverete mai due persone che vi dicono la stessa cosa. Ed il perché è ovvio: ognuno vi racconterà la sua interpretazione del modello. Ed ogni interpretazione è, per definizione, soggettiva. Io preferisco prendere il fotone per quello che è: una creazione umana utile ad interpretare ciò che avviene nell'Universo. Ragionare sull'interpretazione di una interpretazione, sinceramente mi sembra un po' troppo.
Ed ora vi dico perché ho preferito parlare di fotoni e non, per esempio di elettroni. Come vi ho detto prima un quanto è qualcosa di indivisibile. Il fotone lo è. Ma l'elettrone non è una particella elementare. Quindi, l'elettrone è un oggetto quantistico: ha proprietà descrivibili come quantizzate. Ma, rigorosamente parlando, non è un quanto!
Questo, giusto per amore del rigore. Dal punto di vista pratico, nella discussione che stiamo facendo, possiamo anche far finta che sia un quanto.
Lévy-LeBlonde popone un esempio a parer mio meraviglioso che chiarifica, tramite una metafora, come ci si può costruire mentalmente il concetto di "QUANTO", e di come tale concetto sia "complesso" e "semplice" allo stesso tempo.
Dice: facciamo finta di avere in mano un oggetto. Le lo giro da un lato, vedo un cerchio. Se lo ruoto di 90°, vedo un rettangolo. Quindi, è un cerchio o un rettangolo? E' un oggetto dotato di "dualismo cerchio-rettangolo"?
Questa seconda metafora, sinceramente mi sembra un'idiozia! Funziona solo se io penso di poter fare unicamente una rotazione di 90°. Se si potesse fare una rotazione di 45° ogni dubbio verrebbe risolto. E' un'idiozia perché identifica il problema del dualismo con una nostra incapacità di osservazione. Ma il cilindro esiste sempre e comunque in quanto tale. L'ambiguità è stata introdotta quantizzando a priori e arbitrariamente le rotazioni. In maniera ancora più profonda di quanto avviene con l'Ornitorinco assume che l'oggetto dell'osservazione sia una cosa che esiste nel mondo reale.
Più fuorviante di così non sarei mai riuscito ad immaginare nulla!
Perdonate la mia ignoranza, a scuola ritengono più educativo farci studiare storia.
Se mi permetti, secondo me il problema non è che ti facciano studiare Storia o Filosofia o Fisica o qualunque altra cosa ti raccontino.
Il problema è che ti raccontano le cose a compartimenti stagni. Se ti facessero vedere come le cose si interconnettono, tutto diverrebbe più appassionante e più chiaro.
Voglio dire che, sempre secondo me (ma il tempo mi ha detto che ho ragione), non è sensato occuparsi di una sola disciplina pensando di poterla comprendere veramente trascurando le informazioni che provengono dalle altre. Se fai così potrai anche divenire un maestro in quella disciplina ma resterai sempre e solo un tecnico (anche se di prim'ordine).
Ti faccio un esempio (non mi ricordo se in qualche forma l'ho già proposto in qualche altro argomento...se l'ho fatto, scusatemi la ripetizione).
Dovrebbe essere chiaro che ciò che chiamiamo Fisica è il prodotto della creatività umana attraverso i millenni (al di là di ciò che noi crediamo che debba essere la Fisica). E come tutti i prodotti dell'Uomo non potrai mai comprenderli se non comprendi gli uomini che li hanno creati.
L'analogia che temo di aver già proposta è la seguente. Immagina di avere davanti due dipinti di un impressionista e di un cubista. Li guardi e ti piacciono! E' già qualcosa. Credi di averli compresi? Credo di no! Allora provo a raccontarti le tecniche utilizzate nei due dipinti. Ora saprai qualcosa di più sulle modalità di esecuzione dei due artisti. Credi di aver compreso i dipinti? Credo ancora di no! Allora ti racconto cosa i due artisti volevano rappresentare e ti mostro i dettagli delle loro allegorie. Ora saprai qualcosa di ciò che gli artisti "sentivano". Hai compreso i dipinti. No credo che tu li abbia compresi veramente. Per comprenderli io devo raccontarti cosa siano stati il cubismo e l'impressionismo. Come l'uno sia l'evoluzione dell'altro (Storia). Come cubismo ed impressionismo non siano solo due stili pittorici ma siano anche due movimenti culturali (Filosofia e Sociologia). Poi devo spiegarti come i due movimenti culturali si siano generati in due contesti storici contigui ma diversi (di nuovo Storia). E così via. Solo dopo che ti avrò dato il quadro generale tu potrai iniziare a comprendere i due dipinti. Ora sarà possibile che la tua interpretazione dei due dipinti sia conforme all'interpretazione della Realtà che avevano i due artisti. Così è per la Fisica, e così è per ogni altra disciplina. Se vuoi comprendere le teorie devi comprendere chi le ha formulate. Non ha senso addentrarsi nelle discussioni interpretative senza dare almeno un'occhiata al quadro generale. I modelli fisici risentono delle concezioni filosofiche del momento in cui sono stati formulati. Non puoi interpretare correttamente ciò che un fisico ha scritto un secolo fa se non comprendi il background culturale in cui lui ha lavorato. O meglio, se vuoi puoi anche dare la tua interpretazione. Ma la probabilità che la tua interpretazione sia conforme al pensiero originale dell'autore è decisamente bassa. Quindi, non ci sono materie inutili! Ci sono solo maniere stupide di proporle!
E' ovvio che nessuno di noi potrà mai avere una conoscenza approfondita di ogni cosa. Ma, se vuoi approfondire veramente un argomento, almeno per grandi linee devi essere in grado di cucire quell'argomento con le altre materie che, inevitabilmente, si influenzano reciprocamente l'un l'altra. Lo so che è difficile! Spesso non è nemmeno colpa dei tuoi insegnanti. Loro devono seguire dei programmi che sono quelli che sono. Devo dire che spesso non provano nemmeno a sincronizzare ciò che vi racconta l'uno con ciò che racconta l'altro. Che dirti? Questa è una difficoltà storica e l'abbiamo sperimentata tutti. Se vuoi provare a capire le cose, devi provare tu a cercare di capire cosa ti serve sapere, rimboccarti le maniche e metterti a leggere.
sono validi entrambi, oviamente platypus è più corretto proprio perché cancella il "dualismo anatra talpa" xD
ma non volevo farmi pubblicità.
anzi, ore ed ore... è impressionante l'effetto che ha l'auctoritas.